[发明专利]基于枝节加载阶梯阻抗谐振器的四通带双工器

说明书

技术领域

本发明属于电子器件技术领域，特别涉及微带四通带双工器，可用于无线通信系统射频前端。

背景技术

随着移动通信、卫星通信和雷达、遥感技术的迅猛发展，无线频谱日益拥挤，同时满足多信道实时双向通信的需求，往往需要在射频设备前端设计多通道的波道合成和分离器件，因此对通信系统中的射频微波收发器提出了越来越高的要求。微带双工器作为双通道的选频器件，可以使收发系统同时共用一个天线，从而减小系统的复杂度与收发信号的串扰，微带双工器具有尺寸小、重量轻、成本低、易加工的优点，在微波电路中得以广泛应用。

2013年，Hung-Wei Wu等人在IEEE Transactions on Microwave and Wireless Components Letters期刊(vol.23,no.5,pp.240-242,2013)上发表了“Design of New Quad-Channel Diplexer With Compact Circuit Size”，首次利用双通带滤波器和双工器的技术设计了一种四通带双工器。该四通带双工器由两对相互耦合的阶梯阻抗谐振器以及具有源和负载耦合的馈线组成，通过调节阶梯阻抗谐振器的阻抗比和长度比来获得双通带响应，再利用均匀阻抗传输线作公共耦合馈线实现双工器设计。该结构虽然可以在每个通道内实现两个通带，但是仅依靠阶梯阻抗谐振器难以实现两个通带的独立调节，而且体积比较大。

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于枝节加载阶梯阻抗谐振器的四通带双工器，以实现两个通带的独立调节，并减小体积。

为实现上述目的，本发明基于枝节加载阶梯谐振器的四通带双工器，包括介质基板、金属接地板、两个枝节加载阶梯阻抗谐振器、公共馈线和两条输出馈线；公共馈线和两条输出馈线均放置在微带介质基板的上方，每个枝节加载阶梯阻抗谐振器形成一个传输通道，其特征在于：

第一枝节加载阶梯阻抗谐振器由两个伪交指型结构的开路枝节加载阶梯阻抗谐振器组成，每一个开路枝节加载阶梯阻抗谐振器由第一阶梯阻抗谐振器和第一开路枝节组成，且第一阶梯阻抗谐振器呈“U”形，第一开路枝节位于第一阶梯阻抗谐振器的中间，形成在竖直方向的伪交指型双“山”字形结构；

第二枝节加载阶梯阻抗谐振器由两个伪交指型结构的开路枝节加载阶梯阻抗谐振器组成；每一个开路枝节加载阶梯阻抗谐振器由第二阶梯阻抗谐振器和第二开路枝节组成，且第二阶梯阻抗谐振器呈“U”形，第二开路枝节位于第二阶梯阻抗谐振器的中间，形成在水平方向的伪交指型双“山”字形结构。

作为优选，所述的第一阶梯阻抗谐振器的长度满足：

其中，L₁₁和L₁₂是第一阶梯阻抗谐振器中两个不同特征传输线的长度，λ_g1为该谐振器工作在谐振频率时的工作波长，c为真空中的光速，ε_e为该谐振器的有效介电常数，f₁₀为第一枝节加载阶梯阻抗谐振器(3)的谐振频率。

作为优选，所述的第二阶梯阻抗谐振器的长度满足：

其中，L₂₁和L₂₂是第二阶梯阻抗谐振器中两个不同特征传输线的长度，λ_g2为该谐振器工作在谐振频率时的工作波长，c为真空中的光速，ε_e为该谐振器的有效介电常数，f₂₀为第二枝节加载阶梯阻抗谐振器的谐振频率。

作为优选，所述第一开路枝节的长度L₁₃满足：L₁₃＜λ_g1/4，λ_g1为第一枝节加载阶梯阻抗谐振器工作在谐振频率时的工作波长。

作为优选，所述第二开路枝节的长度L₂₃满足：L₂₃＜λ_g2/4，λ_g2为第二枝节加载阶梯阻抗谐振器工作在谐振频率时的工作波长。

作为优选，所述公共馈线，其包含两个输入主馈线和输入主馈线末端的50欧姆连接线；该第一输入主馈线与第二枝节加载阶梯阻抗谐振器中的第二枝节加载阶梯阻抗谐振器两边平行；该第二输入主馈线与第一枝节加载阶梯阻抗谐振器中的第一枝节加载阶梯阻抗谐振器两边平行。